(57)【要約】【課題】  熱交換性能を十分に向上させることが可能な熱交換器冷却システムを提供する。【解決手段】  本発明は、エンジン１４駆動の軸流冷却ファン１３を備えた熱交換器冷却システム１１であって、軸流冷却ファン１３の径方向又は外側斜め後方に熱交換器１５を配置し、軸流冷却ファン１３と熱交換器１５との間に軸流冷却ファン１３からの吐出流れを熱交換器１５に案内するためのシュラウド１７が設けられていることを特徴とし、軸流冷却ファン１３の動圧仕事を有効に利用し、熱交換性能を向上させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン駆動の軸流冷却ファンを備えた熱交換器冷却システムであって、
前記軸流冷却ファンの径方向に熱交換器を配置し、前記軸流冷却ファンと前記熱交換器との間に前記軸流冷却ファンからの吐出流れを前記熱交換器に案内するためのシュラウドが設けられていることを特徴とする熱交換器冷却システム。
【請求項２】
エンジン駆動の軸流冷却ファンを備えた熱交換器冷却システムであって、
前記軸流冷却ファンの外側斜め後方に熱交換器を配置し、前記軸流冷却ファンと前記熱交換器との間に前記軸流冷却ファンからの吐出流れを前記熱交換器に案内するためのシュラウドが設けられていることを特徴とする熱交換器冷却システム。
【請求項３】
前記熱交換器は、エンジンルームの排気口に向けて配置されている請求項１又は２に記載の熱交換器冷却システム。
【請求項４】
前記熱交換器は、前記軸流冷却ファンの外周部に沿って湾曲して形成されている請求項１又は２に記載の熱交換器冷却システム。
【請求項５】
前記軸流冷却ファンの背面側は前記シュラウドにより覆われている請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の熱交換器冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックや建設機械等において、エンジン駆動の軸流冷却ファンを備えた熱交換器冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラックや建設機械等においては、図５に示すように、エンジン冷却用熱交換器１（以下、「ラジエータ」と称す。）や過給空気の冷却用熱交換器等が、エンジン２駆動の軸流ファン３の上流側に配置され、その軸流ファン３の吸込み側との間を負圧に保持することにより、通風冷却されるようになっている。すなわち、この場合、軸流ファン３は、静圧仕事を行っているため、静圧効率によって評価されることになる。
【０００３】
一般に、軸流ファン３が行う空力的仕事は、動圧仕事と静圧仕事とに大別され、動圧仕事は空気に速度を与える仕事であり、静圧仕事は空気に速度を与えずに圧力だけを与える仕事である。
【０００４】
上記した軸流ファン３の場合、ラジエータ１への通風動作は、静圧仕事によってのみ行われ、動圧仕事によっては行われていないが、通常、動圧仕事は静圧仕事と比較して非常に小さいため、従来、そのことによって特に大きな不利益を生じることはなかった。
【０００５】
しかしながら、近年、車両のエンジンの高出力化に伴い、エンジン冷却用ファンが大型化すると共に、上記したエンジン駆動の軸流ファン３は、通常、大型であるため、それらのファンやエンジン等により、エンジンルームから発生する騒音が相対的に増加してきている。また、車両から発生する騒音に対する規制や社会の要請も益々厳しくなってきており、騒音の低減が強く求められている。このような理由から、エンジンルームからの騒音を低減させる手段が取られており、その結果として、エンジンルーム内の通風抵抗が極端に大きくなってきている。
【０００６】
一般に、そのように通風抵抗の大きな環境下において、軸流ファンが遠心の作動状態で作動することは、自動車技術会の論文No.2001447の図４や、自動車技術会の論文No.20034463の図５の最下段等の記載により、公知である。そして、この場合、図６に示すように、吐出流れは強い斜流又は遠心流れとなり、翼端部分に流れが集中するため、吐出側の流速Ｖ２が吸込側の流速Ｖ１と比較して非常に早くなり、動圧仕事を無視できなくなる。実際に、ある車両では、静圧空気動力と動圧空気動力の比率が約２：１迄になってきており、この場合には、軸流ファン３が行う全体の仕事(全圧空気動力)の３０％以上を利用していないことになり、これは軸流ファン３の効率の点から好ましくない。
【０００７】
そこで、最近では、ファンの吐出流れを矯正してスムーズな流れとし、損失エネルギーを回収して風量を増加させるファンシステムが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２６０９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した従来のファンシステムのように、ファンの吐出流れを改善させて風量を増加させる方法では、熱交換性能の向上に限界があるといった問題があった。
【００１０】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、熱交換性能を十分に向上させることが可能な熱交換器冷却システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、エンジン１４駆動の軸流冷却ファン１３を備えた熱交換器冷却システム１１であって、軸流冷却ファン１３の径方向に熱交換器１５を配置し、軸流冷却ファン１３と熱交換器１５との間に軸流冷却ファン１３からの吐出流れを熱交換器１５に案内するためのシュラウド１７が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、エンジン１４駆動の軸流冷却ファン１３を備えた熱交換器冷却システム１１であって、軸流冷却ファン１３の外側斜め後方に熱交換器１５を配置し、軸流冷却ファン１３と熱交換器１５との間に軸流冷却ファン１３からの吐出流れを熱交換器１５に案内するためのシュラウド１７が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、熱交換器１５は、エンジンルームの排気口に向けて配置されていてもよく、また、熱交換器１５は、軸流冷却ファン１３の外周部に沿って湾曲して形成されていてもよい。
【００１４】
さらにまた、軸流冷却ファン１３の背面側はシュラウド１７により覆われていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、軸流冷却ファン１３の動圧仕事を有効に利用することができるため、熱交換器の熱交換性能を十分に向上させることが可能となる等、種々の優れた効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係る熱交換器冷却システムを示す平面図、図２はその熱交換器冷却システムを示す背面図である。
【００１７】
この熱交換器冷却システム１１には、車両の前面側から順に、ラジエータ１２、エンジン駆動の軸流冷却ファン１３、及びエンジン１４がそれぞれ配置されており、ラジエータ１２から軸流冷却ファン１３の方向に冷却空気が流通するように、軸流冷却ファン１３は、ラジエータ１２の冷却空気出口側に近接して設けられている。また、軸流冷却ファン１３の径方向又は外側斜め後方であって、軸流冷却ファン１３の左右両側には、それぞれ熱交換器１５が配置されている。なお、この熱交換器１５は、オイルクーラやラジエータ等、各種タイプの熱交換器とすることが可能である。
【００１８】
軸流冷却ファン１３のファンブレード１６の外周部とラジエータ１２との間、及び熱交換器１５との間には、軸流冷却ファン１３からの吐出流れを熱交換器１５に案内するためのシュラウド１７が設けられており、さらに、このシュラウド１７は軸流冷却ファン１３とエンジン１４との間において軸流冷却ファン１３の背面側を覆うように設けられている。
【００１９】
このような構成のもと、トラックや建設機械等、車両のエンジンルーム内部の通風抵抗が大きな環境下において、エンジン１４により軸流冷却ファン１３を駆動させると、吐出空気の流速Ｖ２はラジエータ１２を通過する吸込空気の流速Ｖ１の数倍に達し、吐出流れは非常に高流速の遠心又は強い斜流となる。そして、本実施の形態に係る熱交換器冷却システム１１の場合、この吐出流れはシュラウド１７によって拡散することなく、確実に熱交換器１５に案内され、熱交換器１５を通過する。
【００２０】
したがって、上記した本実施の形態に係る熱交換器冷却システム１１によれば、従来では利用されていなかった吐出流れの大きな動圧を使用することができるため、熱交換器１５の熱交換性能を十分に向上させることができる。また、この吐出流れは乱流状態となっているため、熱交換器１５表面での熱伝達を促進させることができ、熱交換性能をさらに高めることが可能となる。さらにまた、この時、軸流冷却ファン１３の背面側はシュラウド１７により覆われているため、軸流冷却ファン１３の吐出側における逆流の発生を防止することができ、軸流冷却ファン１３の動圧仕事（動圧空気動力）を効率的に利用することができる。さらに、シュラウド１７により軸流冷却ファン１３全体が覆われた状態になっているので、ファン騒音が外部に漏れるのを防止することができ、エンジンルーム内の騒音を低減させることができる。
【００２１】
なお、上記実施の形態においては、熱交換器１５は、軸流冷却ファン１３の左右両側に配置されているが、熱交換器１５の設置位置は、軸流冷却ファン１３の上下とする等、各種変更が可能であり、例えば、図３に示すように、熱交換器１５をエンジンルームの排気口に向けて傾斜させて配置したりしてもよい。そして、この場合には、熱交換器１５が冷却空気の吐出流れに沿って、より効率的に配置されるため、熱交換性能をさらに向上させることが可能となる。
【００２２】
また、熱交換器１５の形状及び設置数は、上記した形状や設置数に限定されるものではなく、１箇所に一体に設置したり、又は、３箇所以上に分割して設置したり、或いは、図４に示すように、熱交換器１５を軸流冷却ファン１３の外周部に沿って湾曲して形成させたりしてもよい。そして、この場合には、熱交換器１５をコンパクトに納めることができ、スペース効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱交換器冷却システムを示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る熱交換器冷却システムを示す背面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る熱交換器冷却システムの別の例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る熱交換器冷却システムの別の例を示す背面図である。
【図５】従来例を示す平面図である。
【図６】別の従来例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１          熱交換器冷却システム
１３          軸流冷却ファン
１４          エンジン
１５          熱交換器
１７          シュラウド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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